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主控制室人因工程是一个科技名词。

世界三大汉语词典分别是中国大陆的《 汉语大词典[1]》(共13册,5.6万词条,37万单词)、中国台湾的《 中文大辞典 》(共10册,5万词条,40万单词)以及日本的《 大汉和辞典 》(共13册,4.9万词条,40万单词)。汉字是记录汉语的文字[2],它已有六千年左右的历史,是世界上最古老的文字之一。

名词解释

人因工程是研究工业系统中人机关系,使操作人员动作性能最佳化的科学。最早人们称其为工程心理学(engineering psychology),后称人机工程(human engineering),近年来逐渐统称为人因工程。核电厂主控制室人因工程研究如何最大限度地发挥操作人员及仪控设备的效能并减少操作人员的差错。1979年美国三里岛核电厂事故之后,首次在主控室设计中应用人因工程,并逐步发展为核电厂设计的基本准则。

主控室人因工程学原则 从核电厂的安全性和可操作性出发,使人机功能分配最佳化,人机接口合理化,以充分发挥人机的综合效能,藉以保证操纵员能够安全有效地运行核电厂和预防事故,并能在事故发生时或之后进行处理。

主控室人因工程内容 包括主控室功能分配、布置、环境、信息系统,以及人体工程学等方面。

主控室功能分配 在核电厂正常、异常及事故运行时主控室所履行的功能分析的基础上,进行功能分配,分配给操纵员的任务应适度。分配时要考虑到负荷量、响应时间、准确度、动作速度、操作和决策的复杂性等因素;还需考虑在异常和事故工况下,时间、环境和心理压力的影响,任何情况下对操纵员的要求都必须在人的心理和生理能力范围内。功能分配还涉及到主控室工作人员之间的职能分配,以及相应的控制台、盘、屏的布置,必须确定并提供全部必要的信息和操作手段,并保持必要的最小数量,以避免操纵员负担过重。

主控室布置 控制室必须具有足够大的空间,允许控制室工作人员进行所有必需的活动。控制室内装饰应考虑灯光和颜色的协调性,以形成良好的视觉环境。控制室内台、盘、屏的布置应考虑操纵员在台前坐姿时能看到执行其任务所需的全部信息,每个操纵员在其操作区内都具有执行其任务所需的信息和控制器,并且在异常工况下使操纵员移动的范围最小。操纵员应能到达所需的任何位置,同时使操纵员之间的通路冲突减少到最小;控制室的布置应尽可能便于操纵员之间的联系和协调。

主控室环境 主控室构筑物的抗震级别必须是抗震Ⅰ类,必须提供辐射屏蔽、抗自然事件及人为事件的防护能力。控制室的空调系统在正常情况下应满足:室内温度18~25℃,相对湿度20%~60%,通过人体的气流速度不超过15m/min,引入的室外新鲜空气不小于0.43m/(min·人)。照明应均匀,避免阴影、眩光和反光等,照度应满足可视操作的要求,应急照明应自动起动并立即可用。控制室的声学设计应保证不妨碍操纵员之间的口头通信,环境噪声不大于45dB,回声应限制在1s以下。

主控室信息系统 信息系统是主控室内最主要的人机接口,它为控制室工作人员提供数据采集、处理、显示、报警、记录和打印功能。信息系统应具备一致性和明确性,即信号显示在颜色、位置、指示、声音等方面的一致性和可验证性;同时各种信息不能混淆,不能引起操作人员误解或无所适从;为此,所提供的信息应考虑优先顺序或时间(或事件)顺序。

随着计算机技术在核电厂仪表和控制系统中的应用,在三里岛事故以后开发了安全参数显示系统(SPDS),随后又开发了操纵员支援系统。上述系统的开发本身就是应用人因工程原则的体现。安全参数的显示应以最少数量的参数,易发觉和易理解的方式,向操纵员提供反应堆安全状态信息。

其他信息

主控室设计的人体工程学基础 核电厂主控室设计应特别注意到与操作人员特性有关的人体工程学基础,即考虑人体尺度、感官能力、思维能力、生理与心理特征、动作习惯、反应能力及限度等。

(1)人体尺度:在人机接口设计中,人体尺度占有重要位置。这涉及系统性能、操纵员安全及机器的可操作性等。关于人体尺度数据,各国有所差别,原则上要为90%操作人员所接受。

(2)习惯选择:控制设备的操作方式及仪表指针的位移方向要符合常人的操作观察习惯,这可用图1中所示的功能与动作的关系进行表示。此外颜色的选择亦应符合习惯,例如用红色表示异常,绿色表示正常。屏幕显示器(CRT)对工艺流程和事件顺序的显示,以及变量的过程显示一般从左至右、从上至下展开。

(3)感官能力:适合听力的一般音响强度为60~90dB,频率为500~3000Hz之间。适合视力的一般照度为200~500lx。对屏台的布置应考虑到操纵员的视角。对信号标志应考虑到操纵员的视距。

(4)思维及反应能力:应特别注意操作人员在紧张状态下处理信息的能力,包括其反应速度和逻辑判断的正确性。考虑到操作人员生理与心理上的限度,为改善人机接口,提高操作人员效能,减少差错,世界各国正在开发各种操作指导和事故分析系统。

主控室人因工程还包括更广泛的内容,诸如为提高操纵员素质的教育和训练,它涉及基础知识教育、安全文化,以及在核电厂仿真机上的操作实习等;此外还有操作规程的规范化,以及设立技术支援中心等。

参考文献